Vibrationskreisel PANASONIC EWTS4J [Archiv]

recycle

21.06.2007, 17:46

Im Datenblatt steht angular rate sensor, also Drehraten Sensor.

also drehen und raten was dabei rauskommt? ;-)

Ich könnte noch eine andere Übersetzung beisteuern:

http://dict.leo.org/ende?lp=ende&lang=de&searchLoc=0&cmpType=relaxed&sectHdr=on&spellToler=on&search=angular+rate&relink=on

angular rate = Winkelgeschwindigkeit
Also ein Sensor für die Winkelgeschwindigkeit, passt ja ganz gut zu Grad/s.

http://www.sander-electronic.de/be00040.html

Ein Gyro (in Langform: Gyroscope) ist ein Drehratensensor. Er arbeitet ähnlich einem Kreiselkompass. Das Ausgangssignal ist proportional zur Winkelgeschwindigkeit (°/s).

Damit schliesst sich der Kreis dann sogar für mich ;-)

noppf

21.06.2007, 22:44

Vielen Dank für die Antworten. Ich war unsicher da ich nicht nicht sicher war ob ein Vibrationskreisel das gleiche ist.
Ich habe mir den nun auch bestellt.
Gruß Noppf

Manf

22.06.2007, 07:46

also drehen und raten was dabei rauskommt?
Dann vielleicht auch: Dreh raten - knack guessing
http://dict.leo.org/ende?lp=ende&lang=de&searchLoc=0&cmpType=relaxed§Hdr=on&spellToler=on&search=dreh&relink=on

Besser hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Drehratensensor
Drehratensensoren nutzen als Messprinzip meistens die Wirkung des Sagnac-Effektes (Interferenz von Lichtstrahlen in einer aufgerollten Glasfaser) oder der Coriolis-Kraft in Form eines Kreisels oder eines bewegten Feder-Masse-Systems.

BMS

03.07.2007, 18:46

Ich spiel auch schon mit dem Gedanken, so einen Sensor zu kaufen, aber erst muss ich eine grundsätzliche Frage klären:

Angenommen, man dreht den Sensor im Uhrzeigersinn.
Dann gibt das am Anfang eine Drehgeschwindigkeits>änderung<,
d.h. (positive)Beschleunigung.
Bremst man die Drehung ab, gibt es eine negative Beschleunigung.

-> Folglich bekommt man anfangs eine Spannung größer 2,5V , dazwischen die Zero-Voltage 2.5V+-0,4V und beim Abbremsen eine Spannung kleiner 2,5V.

ASCII-Modell (X-Achse=Zeit, Y-Achse=Spannung):

----^-------_-------

- = Zero-Voltage
^ = Anfang der Drehung; große Spannung bei positiver Beschleunigung
_ = Ende der Drehung; kleine Spannung bei negativer Beschleunigung

Stimmt das so?
Wenn ja, dann wird die Auswerte-Logik und -Elektronik ziemlich aufwendig :(

MfG
BMS

Manf

03.07.2007, 19:13

Ein Drehbeschleunigungssensor soll es ja nicht sein sondern ein Winkelgeschwindigkeitssensor.
Der hätte dann schon eine aktuelle Ausgabe der Winkelgeschwindigkeit.
Nach Datenblatt: 25mV/ deg / sec
http://www.pollin.de/shop/shop.php?cf=produkt.php&p=MTk4OTk4
Manfred

recycle

03.07.2007, 19:14

Angenommen, man dreht den Sensor im Uhrzeigersinn.
Dann gibt das am Anfang eine Drehgeschwindigkeits>änderung<,
d.h. (positive)Beschleunigung.
Bremst man die Drehung ab, gibt es eine negative Beschleunigung.

Ich dachte wir wären uns inzwischen einig, dass es ein Drehratensensor ist, der die Winkelgeschwindigkeit und nicht die Winkelbeschleunigung misst.

- = Zero-Voltage
^ = Anfang der Drehung; große Spannung bei positiver Beschleunigung
_ = Ende der Drehung; kleine Spannung bei negativer Beschleunigung

Oder doch während der Drehung mit konstanter Geschwindigkeit eine konstante Spannung?

Wenn ja, dann wird die Auswerte-Logik und -Elektronik ziemlich aufwendig

Das hängt davon ab, was du mit dem Sensor messen willst ;-)Winkelbeschleunigung? Winkelgeschwindigkeit? Winkel? aktuelle Uhrzeit? ;-)

edit. ----
.. und Manf war wie immer schneller ;-)

Manf

03.07.2007, 19:20

recycle

03.07.2007, 19:30

Auf einem Sekundenzeiger montiert würde er im Mittel 150mV anzeigen, das wollte ich noch sagen.

Ich habe nur schon abgeschickt bervor ich alles zusammen hatte damit ich nicht erst nach recycle dran komme.

Gib's schon zu, du hast nur solange gebraucht weil sich die Kabel vom Messgerät im Sekundenzeiger der Küchenuhr verheddert haben ;-)

Sternthaler

03.07.2007, 19:41

Hallo zusammen,
ich würde nicht von einem WINKEL-Beschleunigungssensor ausgehen bei der Beschreibung.
Es wird in dem ladbaren PDF von einer 'vibration tuning fork' gesprochen. Auch der mechanische Aufbau wird 'erklärt'.
Meines wissens nach müsste das Ding im Inneren etwas so aussehen:

_ _ _ _ <---- Sensoren
|////////| <---- bewegliche Masse, die sich bei Beschleunigung
|////////| unter den Sensoren bewegt und da 'gesehen' wird.
| |
| | <--- Biegestreifen
----+--------+----

Ich bin somit der Meinung, dass damit eigendlich nur seitliche Beschleunigungen gemessen werden können.

recycle

03.07.2007, 20:10

Ich bin somit der Meinung, dass damit eigendlich nur seitliche Beschleunigungen gemessen werden können.

Hast du das mal dem Hersteller gemeldet? Ich finde der sollte informiert werden, wenn seine Drehratensensoren nur Seitwärtsbeschleunigung messen können ;-)

Manf

03.07.2007, 20:19

Ähnlich wie mit dem Foucault Pendel ist mit einer Stimmgabel die Rotationsgeschwindigkeit direkt messbar.
http://de.wikipedia.org/wiki/Foucaultsches_Pendel
Das wird auch gemacht.
http://images.google.de/images?svnum=10&um=1&hl=de&q=%22angular+rate+sensor%22+
http://images.google.de/images?svnum=10&um=1&hl=de&q=%22tuning+fork%22+%22angular+rate%22+&btnG=Bilder-Suche

Sternthaler

03.07.2007, 23:03

Aus dem Angebot der von Manf aufgeführten Google-Bilder hier mal ein Link nach Panasonic (http://industrial.panasonic.com/ww/news_e/nr200403MC004_e/nr200403MC004_e.html)
Am Ende der Seite aufgeführt:
[Applications]
Detection of moving direction for car-navigation systems

Das über Pollin greifbare PDF-Datenblatt (http://www.pollin.de/shop/downloads/D180012D.PDF) und auch die Panasonic-Seite sprechen beide von einem "Angular Rate Sensor".
Mein Wörterbuch übersetzt mir "Angular" mit:
1: eckig
2: knochig
3: linkisch, steif

Ich kann hier nichts zu rund, kreis, oder dreh entdecken. Was da wäre angle im englischen.

Allerdings muss ich euch zustimmen, dass im Datenblatt eben auch Angaben mit 25mV/deg/s auf eine Dreh-Messung hinweisen.
Mir fehlt dort aber komplett die Angabe in welcher Ebene bzw. Richtung diese Bewegung (Drehung/Seitlich?) überhaupt gemessen wird.

Ich halte das Ding für nicht komplett beschrieben.

Hier ist auch noch die Produktsuche von Panasonic (http://industrial.panasonic.com/ww/i_e/00000/productall_e/productall_e.html). Einfach nach EWTS4 (aus dem Pollin-Datenblatt) suchen und hoffen eine Beschreibung zu finden.

Hier ist noch eine Diplomarbeit mit EWTS4 (http://tau.fesg.tu-muenchen.de/~iapg/web/lehre/diplomarbeiten/diplomarbeiten/tschammer/tschammer.html) anzusehen. Und die sagt: DREH-Messgerät. OK, man kann damit Drehwinkel messen.

P.S.: folgendes Bild habe ich aus dem Google-Angebot verfolgt:

recycle

03.07.2007, 23:29

Mein Wörterbuch übersetzt mir "Angular" mit:
1: eckig
2: knochig
3: linkisch, steif

Ich kann hier nichts zu rund, kreis, oder dreh entdecken.

Ich glaube ich habe es weiter oben schon mal gepostet -
LEO übersetzt angular u.a. mit winkelig, winkelförmig und angular rate mit Winkelgeschwindigkeit
http://dict.leo.org/ende?lp=ende&lang=de&searchLoc=0&cmpType=relaxed&sectHdr=on&spellToler=on&search=angular+rate&relink=on
Sensoren zur Messumg der Winkelgeschwindigkeit werden im deutschen als Drehraten-Sensoren bezeichnet. Winkelgeschwindigkeitssensor habe ich noch nie gehört.

Allerdings muss ich euch zustimmen, dass im Datenblatt eben auch Angaben mit 25mV/deg/s auf eine Dreh-Messung hinweisen.
Mir fehlt dort aber komplett die Angabe in welcher Ebene bzw. Richtung diese Bewegung (Drehung/Seitlich?) überhaupt gemessen wird.

Stimmt. Das Datenblatt sieht aber auch nicht nach besonders nach einem originalen Datenblatt von Panasonic aus.

P.S.: folgendes Bild habe ich aus dem Google-Angebot verfolgt:

Ein Bild von dem Sensor könnte ich beisteuern.
Sieht auf jeden Fall anders aus, was aber daran liegen könnte, dass Pollin die Dinger vermutlich nicht in dem Zustand ausliefert, wie der Hersteller.
Ich glaube die Sensoren von Pollin waren schon mal irgendwo eingebaut wurden oder standen mindestens schon mal kurz davor irgendwo eingebaut zu werden.

Die Sensoren von Pollin haben eine Halterung die danach aussieht, als wäre sie für einen ganz bestimmten Zweck anmontiert worden.
Vieleicht sind die Sensoren ja Spezialanfertigungen für einen bestimmten Kunden und laufen deswegen auch unter einer einer Typenbezeichnung die man bei Panasonic nicht findet.

Sternthaler

03.07.2007, 23:48

Das Bild kommt nur aus dem Google-Bilderbuch (Erster Link von Manf) und hatte mich nur zum Klicken verleitet. Das Bild habe ich reingestellt damit ihr evl. auch über den Google-Bilderrausch zu der von mir angegebenen Panasonic-Seite finden könnt.

Habe aber gerade noch zu der Diplomarbeit folgendes gefunden:
Patent unter freepatentsonline (http://www.freepatentsonline.com/EP1442432.html) von der Rita Tschammer-Osten / SIEMENS AG (DE).
Darf man nun da irgendetwas verwerten? OK, die Diplomarbeit sagt nicht wirklich wie und was mit den Messdaten vom Sensor zu tun ist.

P.S.: Die Rita wohnte 2003 in Timonium/USA und war da 30 Jahre alt. Internet lass grüßen :-s
Im übrigen läuft sie bei folgendem Rennen (http://www.komenmd.org/site/c.ddJIKPNnFkG/b.2530875/k.BEBF/Home.htm) mit.

Crazy Harry

04.07.2007, 06:26

Auf einem Sekundenzeiger montiert würde er im Mittel 150mV anzeigen, das wollte ich noch sagen.
wie kommst du auf diese spannung ?

am ausgang liegen in ruhe 2.5V - bei drehung im uhrzeigersinn wird die spannung größer - gegen uhrzeiger kleiner. bei 150 mV müßte man schon sehr stark gegendrehen ;) ..... oder war das das spannungsdelta ?

Manf

04.07.2007, 06:58

Auf einem Sekundenzeiger montiert würde er im Mittel 150mV anzeigen
Damit ist das Delta gemeint, der Messwert.

evtl. nehm ich am samstag mal einen mit - ich geh da in den laden
Welchen Samstag? oder konkret hast Du einen der Sensoren?
Manfred

Crazy Harry

04.07.2007, 07:34

@Manf: ich hab sogar 2 :) - nur momentan so viel zu tun, daß die wohl noch eine weile liegen bleiben. und montag hab ich ein date mit einem chirurgen ;)

Manf

04.07.2007, 07:49

ich hab sogar 2 Na gut, es waren ja auch zwei Samstage seit dem Posting.
Dann erst einmal viel Erfolg mit dem Chirurgen.
Es wäre sicher interessant, dann später noch von der Erprobung der Sensoren zu hören.
Manfred

BMS

04.07.2007, 15:44

Also kein beschleunigungssensor.
Der liefert also je nach >Winkel<änderung pro Zeiteinheit eine Spannung, die je nach Drehrichtung größer oder kleiner 2,5 V ist.

Angenommen, ich drehe den Sensor mit einer gleich bleibenden Geschwindigkeit - dann liefert er hinten eine gleich bleibende Spannung! (oder etwa nicht?)

Folglich muss man nur die Spannungen am Ausgang messen und damit z.B. einen PIC füttern, der alles schön aufaddiert (größer 2,5V) oder subtrahiert (kleiner 2,5V).
Somit ist ein neuer "Kompass" geboren, unabhängig von Magnetfeldern.
*freu* - das CMPS-Modul ab in den Müll *G*

mfg
bms

recycle

04.07.2007, 16:31

Folglich muss man nur die Spannungen am Ausgang messen und damit z.B. einen PIC füttern, der alles schön aufaddiert (größer 2,5V) oder subtrahiert (kleiner 2,5V).
Somit ist ein neuer "Kompass" geboren, unabhängig von Magnetfeldern.

Der erste Haken der mir da ganz spontan zu einfällt - ich glaube du dürftest den Sensor dann immer nur in Richtung Norden - oder jedenfalls in eine bestimmte Richtung die du als Bezugswinkel verwendest - einschalten.

Dazu befürchte ich, dass so ein Gyro-Kompass recht schnell "aus dem Ruder laufen" wird, weil sich die Fehler jeder einzelnen Messung bei einem Drahratensensor eigentlich addieren müssten. Bei einem echten Kompass bleibt der Messfehler mehr oder weniger konstant.

Mit einem Kompass misst du immer den aktuellen Winkel zum Nordpol, mit einem Drehratensensor kannst du nur in bestimmten Zeitintervallen ausrechnen, wie um wieviel Grad du dich vom Nordpol weggedreht hast.
Jede einzelne Messung enthält einen Fehler, weil du ja nur in Intervallen messen kannst. Um die aktuelle Richtung zu bestimmen musst du dann alle einzelnen Messwerte inclusive Fehler addieren.

Oder sehe ich das falsch?

Crazy Harry

05.07.2007, 06:57

@recycle: stimme ich dir in jedem punkt zu. zudem sollen gyros eine relativ hohe temparatur-abhängigkeit haben - zumindest in der preisklasse könnte ich mir vorstellen.

ich habe einen kreisel (ebucht 5€) hier zusammen mit einem ADXL laufen und messe die seitenneigung (kalman-filter). das funktioniert recht gut, wobei ich leider immer wieder mess-spikes drin hab (10000° :D ) und bis heute nicht weiß wieso.

BMS

05.07.2007, 11:50

@recycle: das mit dem einschalten ist ja egal - man kann eine Kalibrierungsfunktion einbauen. Klar, jeder Sensor hat eine gewisse Ungenauigkeit. Solange sich das in Grenzen hält, kann ich das noch akzeptieren.
Der PIC braucht dann eine relativ hohe ADC-Sampling-Rate und möglichst auch 10Bit ADC-Auflösung.
Der Sensor sollte nach 10 Minuten etwa noch die Richtung einhalten (+-20 Grad kann ich immer noch vertreten).
Das Ganze soll für RoboSoccer sein, da kann man nach jedem Tor neu kalibrieren... (Halbzeit 10Min.).
Eventuell kann auch eine Kombination aus Kompass und Drehratensensor nützlich sein. Als Plausibilitätskontrolle.

@Crazy Harry: vielleicht ein RC-Filter verwenden, das kann die Spikes größtenteils entfernen. Wichtig: gut entstören mit Kondensatoren und auch genügend Elko's.

MfG
BMS

the_Ghost666

05.07.2007, 13:06

Mich würde interessieren, ob ich das Teil auch um 90° gedreht einbauen kann um Drehungen in 3 Raumachsen zu erfassen. Aber für meine Anwendung (Flugdatenschreiber) ist der wohl zu groß und schwer. Analog-Devices bietet kompaktere Gyros an, die aber auch das 3fache kosten.

recycle

05.07.2007, 19:58

@recycle: das mit dem einschalten ist ja egal - man kann eine Kalibrierungsfunktion einbauen. Klar, jeder Sensor hat eine gewisse Ungenauigkeit.
Ja, aber hier geht es nicht um die Ungenauigkeit des Sensors, sondern um das Messprinzip.
Du hast hier keinen konstanten Fehler wie bei einem Kompass, sondern bei jeder einzelnen Messung einen neuen Fehler und um die Richtung zu bestimmen musst du viele Messwerte und viele Fehler addieren.

Der PIC braucht dann eine relativ hohe ADC-Sampling-Rate und möglichst auch 10Bit ADC-Auflösung.
Bei einer hohen Samplingrate, hast du zwar kleinere Fehler, dafür aber mehr davon.

Der Sensor sollte nach 10 Minuten etwa noch die Richtung einhalten (+-20 Grad kann ich immer noch vertreten).
Eventuell kann auch eine Kombination aus Kompass und Drehratensensor nützlich sein. Als Plausibilitätskontrolle.

Vielleicht kann man auch hier einen Kalman Filter verwenden. Bei der Kombination aus Beschleunigungssensor und Drehratensensor bewirkt der ja fast Wunder. Ein Kompass hat ja ähnliche Schwächen und Stärken wie ein Beschleunigungssensor (relativ genauer Messwert und grosse Empfindlichkeit für Störungen)

recycle

05.07.2007, 20:09

@
ich habe einen kreisel (ebucht 5€) hier zusammen mit einem ADXL laufen und messe die seitenneigung (kalman-filter).

Hast du zufällig ein bischen Code, dass du hier posten kannst und in dem man den Algorithmus für den Kalman Filter etwas nachvollziehen kann?

Ich habe im Netz nur Beispiele in C gefunden und die waren alle so stark auf optimiert/reduziert, dass ich den Algorithmus für den Kalman Filter nicht nachvollziehen/erkennen kann.

AVRCo oder Pascal kenn ich zwar auch nicht, aber es soll ja leichter verständlich sein als C.

recycle

05.07.2007, 20:18

Mich würde interessieren, ob ich das Teil auch um 90° gedreht einbauen kann.
Wieso nicht? Eine Dreh- bzw. Winkelgeschwindigkeit sollte doch unabhängig von der Drehachse messbar sein.
Ein Drehratensensor misst ja nicht wie ein Beschleunigungssensor die Erdbeschleunigung mit.

Aber für meine Anwendung (Flugdatenschreiber) ist der wohl zu groß und schwer.
Ein kleiner Modellbau-Gyro ist af jedenfall leichter und da könntest du eventuell noch das Plastikgehäuse entfernen.

Beim Pollin Sensor könnte man die Metallhalterung abmachen, aber ich weiss nicht ob man das übrige Metalgehäuse auch entfernen kann.

Crazy Harry

05.07.2007, 21:51

vielleicht ein RC-Filter verwenden, das kann die Spikes größtenteils entfernen. Wichtig: gut entstören mit Kondensatoren und auch genügend Elko's.
die spikes kommen definitiv nicht durch messwerte sondern werden im kalman-filter produziert. ich hab alle eingangswerte und variablen per rs232 mitgeschrieben.

Hast du zufällig ein bischen Code, dass du hier posten kannst und in dem man den Algorithmus für den Kalman Filter etwas nachvollziehen kann?

Ich habe im Netz nur Beispiele in C gefunden und die waren alle so stark auf optimiert/reduziert, dass ich den Algorithmus für den Kalman Filter nicht nachvollziehen/erkennen kann.

AVRCo oder Pascal kenn ich zwar auch nicht, aber es soll ja leichter verständlich sein als C.
ich hab das mit einem kumpel zusammen von C übersetzt - verstehen tu ich es auch nicht :D